⑴ java实现异步编程的8种方式
异步执行在现代软件开发中扮演着关键角色,它能显著降低请求链路的耗时,特别是在处理如发送短信、邮件、异步更新等场景时。通过异步,开发者可以并行执行多个任务,提高程序的响应速度和效率。本文将介绍Java实现异步编程的八种常见方式。
异步编程的核心是允许程序在等待某个操作完成的同时继续执行其他任务。下面我们以一个用户下单的场景为例,来理解同步与异步的区别。在同步模式中,发送短信的操作必须在赠送积分操作完成后才能执行,如果赠送积分耗时较长,就会导致发送短信的等待,这是典型的同步执行。而异步模式则允许在发送短信和赠送积分这两个操作之间实现并行执行,显著提高程序效率。
接下来,我们来看看实现异步的八种方法:
4.1 线程异步:使用线程池来管理线程的创建与销毁,减少资源浪费。线程池将业务逻辑封装到Runnable或Callable中,交由线程池执行,实现异步执行。
4.2 Future异步:通过Future接口来封装异步任务的结果。这种方式允许开发者提交任务到线程池,并在需要结果时获取。然而,Future有其局限性,如无法被动接收结果、任务之间孤立以及缺乏错误处理机制。
4.3 CompletableFuture:是Future的增强版本,提供更丰富的功能,如任务链、错误处理、并行执行等。它允许将多个Future串联起来形成任务流,简化异步编程。
4.4 Spring的@Async异步:Spring框架提供了一个方便的机制来实现异步任务执行,通过@Async注解标注方法,Spring会自动将此方法提交给线程池执行。在实际项目中,推荐使用自定义线程池,避免直接使用@Async注解。
4.5 Spring ApplicationEvent事件实现异步:利用Spring的事件机制,可以实现异步响应。当程序出现异常错误时,可以结合Spring Retry来处理,确保数据一致性。
4.6 消息队列:通过消息队列(如RabbitMQ、Kafka等)实现异步通信,消息生产者将任务发送到队列中,消费者异步处理这些消息。
4.7 ThreadUtil异步工具类:提供了一系列简化异步编程的工具方法,如线程安全的异步执行、异步回调等。
4.8 Guava异步:Guava库提供了ListenableFuture接口,通过监听器机制实现异步结果的自动回调,简化了并发编程的复杂度。
通过以上方法,Java开发者能够灵活地在不同场景下实现异步编程,提高应用的性能和用户体验。
⑵ java 8 CompletableFuture 详解
Java 8引入CompletableFuture以改进Future的异步执行机制,通过回调机制在任务完成或异常时自动调用指定方法。其应用场景包括创建异步任务、任务的异步回调以及多个任务的组合处理。
创建异步任务时,可以选择默认的ForkJoinPool.commonPool()线程池或自定义线程池执行任务,以避免线程饥饿和系统性能下降。默认线程池适用于常见任务,自定义线程池则针对特定类型任务优化,如I/O密集型或计算密集型。
获取结果方面,使用CompletableFuture的join()或get()方法。join()方法抛出未检查异常,无需强制处理;get()则抛出检查异常,如ExecutionException或InterruptedException,用户需自行处理。
结果处理包括依赖关系、聚合关系以及并行执行。依赖关系通过and方法实现,聚合关系则有andThen、orThen等方法支持。并行执行则利用anyOf()和allOf()方法。
当任务完成或发生异常,可以使用whenComplete方法执行特定操作。exceptionally方法在任务执行异常时调用,提供异常作为参数传递。结果消费系列函数如thenAccept、thenRun等只对结果执行操作,不返回新值。
结果转换则通过thenApply方法实现,该方法接收一个函数处理结果,并返回新Future对象。与thenApply不同,thenCompose方法接收一个方法,将上一阶段结果作为参数传递。
组合关系包括thenCombine、thenAcceptBoth、runAfterBoth等方法,它们分别在两个任务都完成时执行特定操作。OR组合关系则允许任务完成或异常时执行操作,通过applyToEither、acceptEither、runAfterEither实现。
allOf方法等待所有任务完成,若任意任务异常,则get方法抛出异常。anyOf方法则只要一个任务完成,即执行返回的Future。
CompletableFuture使用总结包括:get()方法阻塞特性需添加超时时间,避免长时间等待;默认线程池配置优化自定义线程池,避免响应延迟;线程池饱和策略设置,使用AbortPolicy处理避免任务丢弃。